基于Petri网的构件软件可靠性分析

论文摘要

随着软构件技术的快速发展,聚集软构件设计大型复杂软件系统的软件开发方法日趋成熟。但是,目前的工作更多地集中在软构件开发以及软构件的复用技术等方面,而互补的可靠性等质量方面则较少得到关注。如何利用系统架构和软构件的可靠性估计软件系统的可靠性成为一个亟待解决的问题。通常,软件系统的可靠性评估方法主要有3类:基于操作剖面的模型、基于状态的模型和基于路径的模型;基于操作剖面的模型基础是用户使用软件的操作及其频率信息;基于状态的模型通常假设软件的控制转移具有Markov性质,但基于构件的软件系统难以保证Markov模型需要的构件独立性假设;基于路径的模型通常在实现后对软件系统可靠性进行评估。本文对目前的构件技术和构件软件系统的可靠性的研究现状、研究背景和相关概念和技术进行了较为全面的介绍和分析。然后对构件软件系统的可靠性进行了综述,在此基础上,依据Petri网是对系统性能进行分析和评估可靠有效工具,根据Petri网的相关的理论,提出了基于软件体系结构的Petri网模型SAPN。利用该模型可以对基于构件开发的软件体系结构进行可靠性建模。在分析了CDGs可靠性模型,结合SAPN模型建立了基于CDGs和Petri网的可靠性评估方法CDGsBSAPN,CDGsBSAPN方法能够在软件开发的早期估算出软件系统的可靠性,也能够对运行中的软件系统进行可靠性分析,从而预测构件软件系统的可靠性。依据CDGsBSAPN方法可以对构件软件系统的可靠性进行评估分析,在此基础上提出了关键构件的概念,通过分析系统中的关键构件,并对其进行相应的容错处理,从而提高构件软件系统的可靠性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1 章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 构件软件系统可靠性研究背景与现状
• 1.2.1 构件软件系统可靠性研究的背景
• 1.2.2 国内外研究现状
• 1.3 构件软件系统可靠性研究的现状与意义
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 小结
• 第2 章 构件软件系统及可靠性
• 2.1 构件软件系统
• 2.1.1 构件概述
• 2.1.2 基于构件的软件开发
• 2.2 软件体系结构
• 2.2.1 软件体系结构的定义
• 2.2.2 软件体系结构应用现状
• 2.3 软件系统可靠性
• 2.3.1 软件可靠性概念
• 2.3.2 软件可靠性研究内容
• 2.3.3 软件可靠性模型
• 2.4 构件软件系统的可靠性
• 2.5 软件可靠性设计
• 2.6 小结
• 第3 章 基于PETRI 网的构件软件系统研究
• 3.1 PETRI 网的基本理论
• 3.1.1 Petri 网的定义
• 3.1.2 Petri 的基本性质
• 3.2 构件软件系统的PETRI 网描述
• 3.2.1 构件、连接件和SA 模型
• 3.2.2 SA 的Petri 网模型
• 3.3 构件软件系统的PETRI 网性质
• 3.4 小结
• 第4 章 基于 PETRI 网的软件系统可靠性评估
• 4.1 体系结构级的可靠性评估
• 4.2 SAPN 可靠性模型
• 4.3 CDGs 分析
• 4.4 CDGSBSAPN 方法
• 4.5 提高系统可靠性的方法
• 4.6 小结
• 第5 章 基于 PETRI 网的软件可靠性实例研究
• 5.1 实例描述
• 5.1.1 系统开发背景
• 5.1.2 系统功能简介
• 5.1.3 系统功能模块
• 5.2 系统体系架构
• 5.2.1 系统结构
• 5.2.2 系统场景描述
• 5.3 系统可靠性的前期评估
• 5.4 提高系统可靠性的方法
• 5.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间所发表的论文